«Дирижабль» в переводе с французского означает «управляемый». Так называют аэростат, который способен двигаться наперекор ветрам. Каким образом? Раз весла и паруса не помогают, значит, надо, как и на воде, использовать винты-пропеллеры и двигатели.
Первые дирижабли
Французский инженер М. Менье еще в 1794 году, всего через год после того, как в небо поднялись первые монгольфьеры и шарльеры, предложил построить управляемый воздушный шар. Для управления им Менье предложил поставить воздушные винты, вращаемые… не моторами — таковых в ту пору еще не существовало — а людьми! Усилий 80 человек, по мнению Менье, достаточно, чтобы воздушный корабль перестал быть игрушкой ветра.
Однако на практике получилось не так, как рассчитывал изобретатель. Чтобы поднять большой экипаж, нужен корабль немалых размеров: по расчетам выходило, что его длина должна составлять 84,5 м, диаметр оболочки 42 м, а ее объем — 79 тыс. куб. м.
Но чем масштабнее корабль, тем больше надо сил, чтобы сдвинуть его с места, удержать на курсе, противостоять натиску воздушной стихии… В итоге получалось так, что вес у команды увеличивался в большей степени, чем прибывало у нее сил.
Задачу решил соотечественник Менье, инженер-судостроитель Дюпуи де Лом. Он предложил построить дирижабль как можно меньших размеров. И его проект удалось осуществить на практике. В тихую погоду аэростат с 8 аэронавтами и воздушным винтом действительно поднялся в воздух и смог развить скорость аж 8 км/ч, т. е. он двигался быстрее, чем идущий человек.
Но на большее у аэронавтов сил все равно не хватило. Дирижаблям были нужны мощные и в то же время легкие двигатели. И вот в 1851 году механику-самоучке А… Жиффару удалось построить паровой двигатель мощностью в 3 лошадиные силы. А весил он всего 45 кг. Этот двигатель считался техническим чудом своего времени — ведь обычные двигатели имели тогда около 100 кг веса на каждую лошадиную силу мощности.
Построил Жиффар и дирижабль для своего двигателя. Объем его оболочки оказался в 30 раз меньше, чем у аэростата Менье. С помощью сетки под оболочкой был подвешен деревянный брус с рулем на одном конце. К брусу-балке прикреплялась гондола, в которой была установлена паровая машина и находился сам изобретатель, выполнявший обязанности и пилота, и механика. Трехлопастной пропеллер диаметром более 3 м вращался со скоростью 110 оборотов в минуту!
В сентябре 1852 года Жиффар поднялся на высоту около 2 км, затем потушил топку и благополучно приземлился. Во время полета аэростат развил скорость 10 км/ч, двигаясь перпендикулярно направлению ветра.
Несмотря на успешные испытания, дирижабль Жиффара не получил сколько-нибудь широкого распространения. Ведь он был одноместным, а стало быть, даже пассажиров покатать не мог.
И прошло 20 лет, прежде чем в воздух поднялся другой дирижабль, созданный немецким инженером П. Генлейном. Он был уже больших размеров, использовал двигатель, работавший на светильном газе; им же заполнялась и оболочка. С помощью четырехлопастного пропеллера этот дирижабль развивал скорость уже 19 км/ч.
В 1983 году братья Тисандье оснастили свой аэростат электрическим двигателем мощностью в 1,5 л. с.
И, наконец, в 1896 году в Германии изобретатель Вельферт построил дирижабль с бензиновым двигателем.
Таким образом, к концу XIX века в дирижаблестроении были использованы все возможные виды двигателей. Наилучшим показал себя двигатель внутреннего сгорания, работающий на бензине или соляре, и последующие дирижабли оснащались в основном двигателями этого типа.
Воздушные гиганты
Ныне дирижабли классифицируют как матрасы — они бывают жесткими, полужесткими, полумягкими и мягкими. Причем не думайте, что это розыгрыш, — такова действительная официальная градация.
Обыкновенная мягкая надувная оболочка все-таки плохо держала форму, недостаточно жестко противостояла порывам ветра, вот инженеры и постарались ее укрепить. Для этого в оболочку стали встраивать, вшивать металлические балки и фермы. Чем их больше, тем более жесткой становится конструкция.
Итак, если ферм в оболочке относительно немного, оболочка называется полумягкой. С увеличением их числа конструкция становится полужесткой и, наконец, жесткой. Точку в 1897 году поставил австрийский инженер Д. Шварц, построивший дирижабль, который имел не только металлический каркас, но и склепанную из тонких алюминиевых листов обшивку. Гондола тоже были сделана из алюминия. В ней помещался бензиновый двигатель мощностью 12 лошадиных сил, который вращал четыре пропеллера. Два из них были расположены по бокам гондолы; с их помощью аэронавты могли легко и быстро разворачивать свой корабль. Третий винт, позади гондолы, помогал дирижаблю двигаться против сильного ветра или использовался для развития большой скорости. И, наконец, последний, четвертый, пропеллер располагался под гондолой. Ось его вращения была расположена вертикально, как у вертолета; этот пропеллер использовался для быстрого взлета и приземления дирижабля.
Особо большие дирижабли с жесткой оболочкой начали строить в Германии. Прямо на поверхности Боденского озера конструктор Ф. Цеппелин возвел рекордно-огромный эллинг — гараж для дирижаблей. Длина его была 142 м, ширина — 23 м, высота — 21 м. А на воде его поддерживали 80 понтонов-поплавков.
В этом огромном зале, где при желании можно было бы запросто поиграть в футбол, и началось строительство воздушных кораблей новой конструкции. По имени изобретателя их так и назвали — цеппелинами.
Чем же отличались дирижабли Цеппелина от своих предшественников? Во-первых, это были весьма крупные корабли. Так, например, в 1900 году был построен дирижабль длиной в 128 м, а объем его оболочки составил 11 300 куб. м! Во-вторых, в конструкцию воздушного исполина было введено принципиальное новшество. Всю оболочку поделили на несколько отсеков. Внутри каждого из них помещался отдельный баллон с газом. Таким образом, если какой из баллонов и давал течь, то остальные продолжали поддерживать дирижабль в воздухе.
Во время испытаний LZ-1 — так назвали новый дирижабль — показал отличные летные качества. И вслед за первым кораблем Цеппелин построил еще несколько, каждый из которых был крупнее предыдущего. Например, 128-метровый дирижабль LZ-3 мог поднять в воздух 9 человек и 2500 кг груза. Во время испытательного полета 6 октября 1906 года он взлетел на высоту 800 м и развил скорость 50 км/ч.
Летом 1910 года было завершено строительство дирижабля LZ-7 «Германия», длина которого составляла 148 м. Это был первый в мире дирижабль, специально предназначенный для перевозки пассажиров. Он брал на борт сразу 20 человек.
Большие дирижабли начинают строить не только в Германии, но и в других странах. Только за первое десятилетие XX века их было построено около 500. Причем в той же Германии на постройку очередного воздушного гиганта уходило менее месяца. А ведь это были громадины длиной уже более 200 м!
Русские идеи
Так на практике была доказана справедливость расчетов выдающегося русского ученого К. Э. Циолковского. Еще в 80-е годы XIX века, когда во всем мире только начали строить небольшие управляемые аэростаты, он научно доказал возможность и целесообразность создания именно больших дирижаблей. Глухой, почти ничего не видящий учитель из Калуги оказался дальновиднее многих всемирно признанных научных авторитетов.
В 1892 году была опубликована работа Циолковского «Аэростат металлический управляемый». Четыре года спустя Константин Эдуардович представил более подробный проект цельнометаллического дирижабля, рассчитанного на перевозку 200 пассажиров и 1400 т груза. Размеры воздушного гиганта поражают даже сегодня: длина — 210 м, объем оболочки — 70 тыс. куб. м!
Впрочем, проект ученого не получил признания у царского правительства. Изобретателю отказали в выдаче средств даже на постройку модели. Между тем на исполнение зарубежного проекта деньги нашлись. В 1893–1894 годах в учебно-воздухоплавательном парке Петербурга по проекту австрийского изобретателя Д. Шварца, о котором уже говорилось выше, строится первый в мире цельнометаллический дирижабль с объемом оболочки 3,86 куб. м и длиной 47,6 м. Однако и тут дело пошло не столь уж гладко; денег на окончание строительства не нашлось, и изобретатель вместе со своим детищем уехал в Германию, где в 1897 году его дирижабль и совершил первый полет.
А возьмись россияне строить дирижабль по проекту Циолковского, глядишь, и подешевле бы вышло, и мировой рекорд в дирижаблестроении не упустили…
Однако лишь два десятилетия спустя в России начинают строить первые отечественные дирижабли. Справедливости ради надо отметить, что среди них были весьма неплохие конструкции. Например, за один только 1911 год на дирижабле «Киев» изобретателя Ф. Ф. Андреса было перевезено 198 пассажиров. В 1915 году начались испытания «Гиганта» — самого крупного российского дирижабля тех лет. Его длина составляла 150 м; четыре двигателя развивали суммарную мощность 860 лошадиных сил!
Кстати, Россия одной из первых в мире попыталась использовать дирижабли в военных целях. Причем самая первая попытка относится еще к 1812 году, когда российская армия собиралась разбомбить с воздуха самого Наполеона.
Об этом, летучем корабле Франца Леппиха стало известно сравнительно недавно благодаря усилиям нашего историка Л. М. Вяткина. Предыстория же этого изобретения такова. Войска Наполеона подходили к границам Российской империи. И предложение 37-летнего немецкого механика Франца Леппиха о возможности постройки управляемого воздушного шара пришлось как нельзя кстати. Царь Александр I, ознакомившись с чертежами «летучего корабля» и выслушав подробные пояснения Леппиха — безвестного изобретателя, найденного нашим послом в Германии, — тут же предложил ему срочно выехать в Москву и приступить к работе.
Леппих проявил грамотность как инженер. Согласно сохранившемуся изображению видно, что аппарат имел форму рыбы. Длина оболочки составляла примерно 57 метров, максимальный диаметр — 16 метров и объем — около 8000 кубических метров. К ней с помощью сетки крепились лодка-гондола размерами 30 х 60 футов (9,9 х 19,8 метра).
Посреди гондолы располагались пороховые фугасы и люк для сбрасывания их на цель. Кроме того, согласно сохранившимся документам, «летучий корабль» предполагалось вооружить… ракетами!
Однако проекту 1812 года не суждено было осуществиться до конца. Вторгшаяся на территорию России наполеоновская армия продвигалась слишком быстрыми темпами. Все имущество команды Леппиха было частично эвакуировано, а частично сожжено на месте.
Так что реально в военных действиях принял участие лишь дирижабль «Лебедев» — полужесткое воздушное судно, приобретенное во Франции. Первый его полет состоялся в 1908 году. Объем оболочки — 3625 куб. м, длина — 62 м.
Эпоха расцвета «левиафанов неба»
Первые десятилетия XX века стали временем настоящего расцвета дирижаблестроения. Что ни год, газеты приносили сведения все о новых рекордах «левиафанов неба» — так образно прозвали огромные воздушные корабли в то время.
Дирижабли с успехом приняли участие в военных действиях Первой мировой войны, в ходе которых выяснилось, что сбить дирижабль не так-то легко. Даже получив многочисленные пробоины в оболочке, дирижабль все же выполнял свое боевое задание и благополучно возвращался на базу.
После войны дирижабли стали летать даже с континента на континент. Так 2–6 июля 1919 года (в западном направлении) и 9–13 июля 1919 г. (в восточном направлении) британский дирижабль К-34 совершил первый трансатлантический перелет из Ист-Форчун (Шотландия) в Нью-Йорк, после чего вернулся обратно, уже в Пулхэм (графство Норфолк, Англия).
Команду из 30 человек возглавлял майор Дж. Г. Скотт, а общее расстояние в 10 187 км было пройдено за 183 часа 8 минут, что является мировым рекордом для дирижаблей.
Вскоре полеты дирижаблей через океан стали довольно регулярными, а их создатели стали подумывать об освоении новых, еще более дальних маршрутов.
Знаменитый норвежский путешественник Роальд Амундсен решил совершить первый полет на дирижабле на Северный полюс. Экспедиция была осуществлена на полужестком воздушном судне итальянской постройки; 11–14 мая 1926 года дирижабль, названный Амундсеном «Норвегией», совершил перелет со Шпицбергена в Теллер (штат Аляска, США).
Среди членов экипажа были выдающиеся личности того времени — Роальд Амундсен, Умберто Нобиле и Линкольн Эллсуорт. Они представляли разные страны, а потому 12 мая экипаж сбросил на лед в районе полюса норвежский, итальянский и американский флаги.
Достигнутый успех настолько впечатлил мировую общественность, что 23 мая 1928 года Нобиле предпринял новую попытку пролететь над Северным полюсом на жестком итальянском дирижабле «Италия». Однако на сей раз экспедиция оказалась успешной лишь наполовину. На обратном пути воздушное судно потерпело катастрофу. Однако Нобиле и большая часть его команды остались в живых, высадившись на лед. Была организована международная спасательная экспедиция, путешественников вызволили из ледового плена. Но вот Амундсен, отправившийся выручать своего коллегу, при этом погиб.
Дирижабли тем временем стали строить все больших и больших размеров. Они превратились в настоящие летающие корабли с отдельными каютами на борту и всевозможными удобствами, которые раньше были доступны лишь пассажирам первоклассных океанских лайнеров.
Первым дирижаблем, объем которого превышал 2,5 млн куб. футов, был британский К-38 фирмы «Шорт». Построенный в 1921 году, он стал самым большим дирижаблем в мире. Его длина составляла 212 м, максимальный диаметр — 26 м, объем оболочки — 77 600 куб. м. Силовая установка насчитывала 6 двигателей «Коссак» общей мощностью 2100 л. с.
Однако эта громадина вскоре потерпела катастрофу. Дирижабль разбился 24 августа 1921 года в районе местечка Халл (Англия). Находившиеся на его борту 33 члена экипажа и 16 пассажиров погибли.
Печальной оказалась судьба и построенных в США воздушных гигантов «Акрон» и «Макон» фирмы «Гудьир». Эти дирижабли-близнецы имели объем 184 059 куб. м, длину — 239,3 м и по 8 двигателей «Майбах» мощностью по 560 л. с. Дирижабли, кроме прочего, использовались в качестве авианосцев, поскольку несли на себе по 5 самолетов, которые могли взлетать и возвращаться обратно прямо в воздухе.
Однако оба дирижабля вскоре разбились из-за неблагоприятных метеоусловий.
Впрочем, дирижабли не сдавались вот так, запросто. Немецкий воздушный корабль «Граф Цеппелин» осуществил 8–29 августа 1929 года первый облет вокруг земного шара. Экипажем командовал доктор Хуго Экенер. Под его руководством дирижабль вылетел из Лейкхерста (штат Нью-Джерси) и отправился в путь по маршруту Фридрихсхафен — Токио — Лос-Анджелес. И через 21 день 5 часов 31 минуту «Граф Цеппелин» вернулся в Лейкхерст, пролетев в общей сложности более 35 200 км.
Вообще у этого дирижабля оказалась счастливая судьба. «Граф Цеппелин» в общей сложности налетал более миллиона миль и перевез свыше 13 000 пассажиров, прежде чем был списан налом накануне Второй мировой войны.
Мировой рекорд — 207 человек, перевезенных по воздуху за один рейс — был установлен 3 ноября 1931 году жестким дирижаблем ВМС США «Акрон».
Еще один рекорд — 117 пассажиров, перевезенных на дирижабле через Атлантический океан за один рейс — установил в 1937 году цеппелин 12–129 «Гинденбург» под командованием капитана Хуго Экенера.
Тем не менее судьба «левиафанов неба» была предрешена. Как правило, век воздушных громадин был недолог. Так, например, жесткий пассажирский дирижабль английской постройки R-101 — й разбился 5 октября 1930 года близ местечка Бовэ (Франция), направляясь из Кардингтона (графство Бедфордшир, Англия) в Египет. Катастрофа, в результате которой был уничтожен дирижабль и погибли 48 из 54 пассажиров (включая лорда Томсона, государственного секретаря по авиации, и генерал-майора сэра Сэфтона Бранкера, директора гражданской авиации), нанесла сильнейший удар по престижу дирижаблей.
Однако главный удар, как ни странно, пришелся со стороны рекордсмена — дирижабля «Гинденбург». Гигант с объемом оболочки в 190 000 куб. м сгорел за несколько минут на глазах у сотен встречающих прямо у причальной мачты г. Ланкерхеста (США), после очередного перелета через океан из Фридрихсхафена (Германия). Из 97 человек, находившихся на борту, погибли 35. Казалось бы, не так много. Однако сам факт, что такая громадина может сгореть так быстро, произвела гнетущее впечатление на публику.
Число желающих полетать на дирижабле резко уменьшилось. Не помогло даже то, что в оболочки вместо горючего водорода стали закачивать совершенно негорючий гелий. Заодно конструкторы стали уменьшать размеры самих корпусов и пересматривать методики расчета их на прочность, стремясь сделать дирижабли как можно более жизнеспособными.
Однако авиаторы наступали воздухоплавателям на пятки. Самолеты становились все более надежными, стали летать все дальше и выше, оказались менее капризны в аэродромном обслуживании (ведь для дирижаблей приходилось строить огромные эллинги, куда их прятали на время непогоды). Конкуренция становилась все острее, причем все чаще в выигрыше оказывались именно самолеты, а не дирижабли.
Выправить положение оказались не способны даже хитрости. Так, в 12 декабря 1918 г. С-1 фирмы «Гудьир», США, поднял на высоту 760 м биплан «Кертисс Дженни» и благополучно запустил его. Еще раньше, как уже говорилось, попытки использовать дирижабль в качестве авиаматки были предприняты в Германии и Великобритании (в январе 1918 г.). А 15 декабря 1924 года между армейским мягким дирижаблем ТС-3 и бипланом «Сперри Мессенджер» была осуществлена и первая удачная стыковка.
Однако все оказалось напрасно: к началу Второй мировой войны дирижабли потеряли ведущее положение в небе. И, как казалось, навсегда.